Для чего нужна стеклянная воронка
Особенности и применение лабораторных воронок
В любой лаборатории не обойтись без специальной посуды, которая позволяет проводить опыты. Наиболее часто в работе с химическим реактивами используются емкости из ударопрочного стекла, этот материал нейтрален и не взаимодействует с веществами.
Существует большое количество видов лабораторной посуды, она различается как размером, так и формой, предназначением. Чаще всего используются колбы, чаша Петри, пипетки, мензурки, стаканы и воронки. Последний вариант необходим для перемещения жидкости или массы, сыпучего вещества из одной емкости в другую.
Как выглядит воронка и зачем она нужна
Обычная воронка представляет собой трубку, которая расширяется с одного конца до формы конуса. В широкую часть высыпается или выливается вещество, а узкая часть цилиндрической формы вставляется в горлышко другого сосуда. В некоторых случаях дополнительно в воронку вставляют фильтр (из бумаги или ваты). Он нужен для отделения осадка (если говорить об исследуемых образцах в жидкой форме). Также к узкой части прикрепляют трубку, если этого требуют условия опыта.
Посуда для исследований часто различается по размеру, объёму и форме, поэтому переливать что-то или пересыпать из одного сосуда в другой проблематично. Тогда на выручку приходит лабораторная воронка, она позволяет быстро переместить образец из одной посуды в другую без разбрызгивания (если не экономить реагенты, лаборатория понесёт больше финансовых затрат), попадания химических элементов на одежду или тело человека, что может быть опасно для здоровья.
Виды воронок
Лабораторные воронки изготавливаются из стекла, металла, фарфора или полипропилена, керамики. Эти материалы лёгкие в уходе, выдерживают при высоких и низких температурах.
При подборе воронки важно учитывать такие параметры как скорость стекания жидкости, наполнение, давление, устойчивость к температурным перепадам, вязкость образца. Все воронки можно поделить на 3 вида:
Первая применяется по большей части для фильтрации жидкостей, отделения осадков. Последняя добавляет реагенты в сосуд постепенно, по капле, для удобства лаборанта имеет шкалу деления. Делительная воронка тоже имеет шкалу, различается по форме (шаровая, цилиндрическая, грушевидная, в виде конуса, со спускными кранами). Применяется для спуска тяжёлых и вязких фракций.
Воронка – прибор для переливания и фильтрования жидкости
Лабораторная посуда из стекла и ее применение
Одним из наиболее широко употребляемых предметов на лабораторной «кухне» является посуда из лабораторного стекла. Различия в характере протекания химических процессов в лаборатории, изменения условий и форма проведения экспериментов обусловили появление разнообразной посуды для работы с химическими реактивами.
Лабораторная посуда, видов и форм которой существует огромное количество, является, к сожалению, самым расходуемым прибором каждой лаборатории или исследовательского центра. Основой такого оборудования является стекло различной толщины и формы, которое часто бьется, поэтому забота о запасном количестве изделий – один из первоочередных вопросов. Без таких предметов как пипетки, чашка Петри, колба Бунзена, кувшины, стаканы, мерные цилиндры, мензурки, пробки, бюретки с краном не видит своей работы ни один лаборант или химик.
История возникновения простейшей воронки
Воронка – одно из древнейших приспособлений, которое использовалось еще среди племен Африки и Азии. Ее делали из природных материалов, таких как дерево, береста, а позже начали лепить из обожженной глины. Изготовление воронок из стекла, фарфора, металла, жести и латуни началось в средние века. В настоящее время широкое использование нашли воронки из различных видов пластмасс, в том числе из полипропилена и полиэтилена.
Современные лаборатории оснащены различными видами воронок, каждая из которых предназначена для определенных функций или работы с различными веществами. Существуют такие воронки капельные, которые внешне абсолютно не похожи на обычную воронку.
Виды воронок:
1. Одним из способов фильтрования и отделения осадка от жидкости является использование воронки Бюхнера. Это устройство, как правило, изготавливают из фарфора, иногда – из пластмассы или металла. Верхняя часть воронки разделена от нижней перфорированной или пористой перегородкой, к которой подведен вакуум. При работе отверстия перегородки закрывают ватой, трековым фильтром или фильтровальной бумагой. Как правило, на сетчатую перегородку кладут два кружка фильтровальной бумаги, причем их диаметр на 1 мм меньше диаметра используемой воронки. Воронку помещают в колбу Бюхнера на резиновой пробке.
2. Делительная воронка представляет собой удлиненный сосуд цилиндрической или грушевидной формы, который используется для разделения несмешивающихся жидкостей, как правило, по их плотности. В зависимости от формы делительные воронки могут быть:
— цилиндрические;
— конические;
— грушевидные;
— шаровидные;
— снабженные стеклянными спусковыми кранами.
Это лабораторное изделие изготавливается из стекла и комплектуется в нижней части трубкой с краном, которая служит для спуска более тяжелых фракций. Воронка может иметь шкалу ориентировочной вместимости.
3. Воронка капельная – один из наиболее широкоиспользуемых видов воронок. 
Предназначением воронки является постепенное равномерное добавление жидкости в колбу с реакционными растворами, смесью или другими химическими реактивами или веществами. Воронка имеет цилиндрическую форму, шкалу деления, внизу прикрепляется стеклянный кран. Она часто применяется как элемент лабораторного оборудования или прибора, прочно закрепляемый в колбе или штативе.
Нужно лабораторное оборудование в Москве?
«Прайм Кемикалс Групп» – выгодное предложение покупки!
В современных промышленных, медицинских (эпидемиологических и аптечных) лабораториях широко применяется лабораторная посуда из стекла и другие виды лабораторного оборудования при работе с химическими реактивами, смесями, веществами для производства различных химических материалов, а также при проведении всевозможных анализов, тестов и исследований.
В нашем интернет-магазине лабораторное оборудование и приборы представлены в широком ассортименте, среди которых вы сможете найти именно те, которые нужны вам для работы или производства.
Магазин химических реактивов в Москве розница «Prime Chemicals Group» – это широкий выбор лабораторного оборудования и химических реактивов.
Воронка лабораторная: как выбрать посуду для разных целей и задач
Разнообразие и конструктивные особенности
Конструктивно стеклянная воронка состоит из:
конуса, у которого верху диаметр расширяется;
тонкой цилиндрической трубки, которая соединена с конусовидной частью.
В широкую конусовидную часть осуществляется порционный прием жидкости из посуды для последующей ее транспортировки в трубку воронки.
Также различают два варианта размещения воронки – ее лаборант может удерживать на весу и внимательно контролировать процесс попадания струи из трубки точно в нужную тару, или ее помещают самостоятельно в горловину колбы, любого другого сосуда, у которого достаточно широкая горловина. Тогда одна рука лаборанта оказывается высвобожденной и ею для надежности можно придерживать посуду с основным объемом жидкости. Второй вариант более предпочтителен.
Важные моменты при выборе воронки
Выбирая колбы для оснащения лабораторий, важно учитывать пять основных момента, характеризующих его изделие:
скорость, с которой жидкость истекает;
Скорость зависит от высоты и диаметра воронки. Для больших объемов химических растворов и реактивов, которые нужно перелить, стоит выбрать воронку с широким носиком. В противном случае потраченное время не будет продуктивным. Для этого в арсенале каждой лаборатории должно быть несколько воронок с разными показателями для выполнения всевозможных задач.
Вязкость считается важным параметром для лабораторных мешалок с верхним приводом или магнитных моделей. Важно знать, что при увеличении вязкости и при небольшом проходном сечении суженной части воронки, жидкость может перестать течь или скорость процесса существенно снизится.
Для изготовления лабораторной воронки выбирают такие материалы, которым характерна повышенная термостойкость. Это может быть:
Такие изделия могут выдерживать высокие температуры, которые сопровождают некоторые экзотермические реакции или возникают в процессе подогрева на водяной бане. Также термостойки воронки нужны при опытах с подогревом на спиртовой горелке. Без этого показателя изделие после мытья в холодной воде может не выдержать соприкосновение с горячей жидкостью и в итоге растрескаться.
Хранятся воронки после мойки и просушивания в специальных сушильных шкафах в тумбах столов или на полках шкафов, предназначенных для этих целей.
Делительная воронка
Воронка делительная по принципу действия и внешнему виду существенно отличается от ранее описанных моделей. Это объясняется спецификой ее использования. Так, в ходе наполнения тары она позволяет увидеть четкую границу, которая возникает между жидкостями разной плотности. Также в этой ситуации можно в определенный момент оперативно закрыть вентиль, чтобы не допустить смешивание менее плотной жидкости, которая остается внутри, с той, что уже находится в подставленной таре.
Химическая посуда общего назначения (пробирки, воронки, стаканы)
Содержание
Пробирки
Пробирки представляют собой узкие цилиндрической формы сосуды с закругленным дном. Они бывают различной величины и диаметра, могут быть изготовлены из различного стекла или пластика. Обычные лабораторные пробирки изготовляют из легкоплавкого стекла, но для особых работ, когда требуется нагревание до высоких температур, пробирки изготовляют из тугоплавкого стекла или кварца.
По наличию расширения возле горловины пробирки разделяют на химические с развернутым краем (тип П1 по ГОСТ 25336-82) и биологические без развернутого края (тип П2 по ГОСТ 25336-82). Кроме обычных, простых пробирок, применяют также градуированные, центрифужные и конические (остродонные) пробирки.
Рис. 1. Пробирки лабораторные (a – цилиндрическая с развернутым краем (тип П1); б – цилиндрическая (тип П2); в – коническая (тип П3); г – градуированная с взаимозаменяемым конусом (тип П4); д – с отводом; е – пластиковая с завинчивающейся крышкой).
Для хранения пробирок, находящихся в работе, служат специальные пластмассовые или металлические штативы.
Рис. 2. Штативы для пробирок (a – пластмассовый, б – металлический).
Пробирки применяют для проведения главным образом аналитических или микрохимических работ. При проведении реакций в пробирке реактивы не следует применять в слишком большом количестве. Совершенно недопустимо, чтобы пробирка была наполнена до краев. Реакцию проводят с небольшими количествами веществ (достаточно бывает 1/4 или даже 1/8 емкости пробирки).
Иногда в пробирку нужно ввести твердое вещество (порошки, кристаллы и т. п.). Для этого полоску бумаги шириной чуть меньше диаметра пробирки складывают вдвое по длине и в полученный совочек насыпают нужное количество твердого вещества. Пробирку держат в левой руке, наклонив ее горизонтально, и вводят в нее совочек почти до дна. Затем пробирку ставят вертикально и слегка ударяют по ней. Когда все твердое вещество высыпется, бумажный совочек вынимают.
Для перемешивания налитых реактивов пробирку держат большим и указательным пальцами левой руки за верхний конец и поддерживают ее средним пальцем, а указательным пальцем правой руки ударяют косым ударом по низу пробирки. Этого достаточно, чтобы содержимое ее было хорошо перемешано. Совершенно недопустимо закрывать пробирку пальцем и встряхивать ее в таком виде; при этом можно не только ввести что-либо постороннее в жидкость, находящуюся в пробирке, но иногда и повредить кожу пальца, получить ожог и пр. Если пробирка наполнена жидкостью больше чем на половину, содержимое перемешивают стеклянной палочкой.
Если пробирку нужно нагреть, ее следует зажать в держателе. При неумелом и сильном нагревании пробирки жидкость быстро вскипает и выплескивается из нее, поэтому нагревать нужно осторожно. Когда начнут появляться пузырьки, пробирку следует отставить и, держа ее не в пламени горелки, а около него или над ним, продолжать нагревание горячим воздухом. При нагревании открытый конец пробирки должен быть обращен в сторону от работающего и от соседей по столу.
Рис. 3. Нагрев пробирки в держателе.
Когда не требуется сильного нагрева, пробирку с нагреваемой жидкостью лучше опустить в горячую воду. Если работают с маленькими пробирками (для полумикроанализа), то нагревают их только в горячей воде, налитой в стеклянный стакан соответствующего размера (емкостью не больше 100 мл).
Воронки
Воронка — приспособление для переливания жидкостей и пересыпания порошков через узкие приёмные отверстия, фильтрования, а также дозирования различных веществ. Имеет форму полого конуса, сужение которого продолжает трубка.
Воронки для фильтрования под вакуумом
Фильтрование под вакуумом – ускоренный процесс очистки осадка, получения жидкости из взвесей, используя вакуум. Есть процессы и растворы, когда фильтрование при нормальном давлении, только под силой тяжести, не идет. Чем больше разреженность воздуха, тем легче идет отделение жидкости от кристаллического осадка. Для коллоидов применяют специальные параметры, подбираемые от свойств вещества.
Самая простая схема такой установки: в колбу Бунзена вставлена фильтровальная воронка, к отростку колбы присоединен насос (вакуумный насос или водный насос Комовского ручной). К водному насосу присоединен шланг, через который идет проточная вода. Чтобы предотвратить выбор воды во время резкой остановки, обычно между насосом и колбой ставится промежуточный сосуд. Приемный сосуд может быть любым (материал, форма, объем), главное, чтобы вся системы была герметична, выдерживала определенное давление, была устойчива к растворителям.
Фильтровальных воронок может быть любое количество, все зависит от мощности насоса, они могут быть каждая на своем приемном сосуде или на установке для многоканального фильтрования одновременно.
Виды воронок
Фильтровальные воронки для вакуумных установок бывают такие:
Этот лабораторная посуда представляет собой глазированную (кроме кромки) фарфоровую воронку с впаянной пластиной с крупными дырочками. Воронка вставляется в принимающий сосуд (герметичная емкость, колба Бунзена, др.), которая входит в состав установки фильтрации с разреженным воздухом.
На дырчатую пластину воронки Бюхнера выкладывают фильтровальная бумага необходимой плотности, через которую идет фильтрация. Далее собирается система и можно начинать процесс. Раньше применяли асбестовые фильтры, которые можно регенерировать, но из-за высокой опасности для дыхательной системы, асбест запрещен в лабораторной практике.
Фильтровальная бумага
Фильтровальная бумага производится различной плотность, делится на виды от черной до фиолетовой ленты (6 сортов, разной плотности, скорости фильтрации, назначения и размера пор). Самая ходовая в лаборатории белая лента (быстрая фильтрация, материал с большими порами и высокой скоростью фильтрации) и синяя лента (для тонкой медленной фильтрации через крохотные поры).
Если жидкость слишком быстро проходит через слой бумаги или для очистки белковых растворов, то делается бумажная масса. Для этого в отельный стакан предварительно рвется много мелких кусочков фильтровальной бумаги, которые заливаются горячей водой и кипятятся, перемешиваются стеклянной палочкой до получения однородной водно-бумажной густой массы. Эта целлюлозная масса выкладывается на пластину воронки Бюхнера, равномерно распределяется по пластине и включается насос. Излишки воды уходят, а в воронке образовывается пористый, толстый бумажный слой фильтра.
Благодаря практически полной инертности фарфора, его термостойкости, прочности, эта воронка незаменима даже для фильтрования горячих растворов, расплавов до 600°С агрессивных реактивов (фторводородная кислота или плавиковая).
Разновидности воронок Бюхнера
Воронки Бюхнера делят по номерам (1-6). Чем больше номер, тем шире воронка (65-215 мм) и размер дырочек (1,25-3 мм). Большая воронка способствует скорости прохождения раствора, ведь так увеличивается площадь фильтрования.
Фильтрование с вакуумом – кратко о проведении
Бумажный диск в сухом виде кладут на дырчатую пластину. Диаметр бумажного фильтра должен быть по диаметру как воронка или на пару миллиметров меньше. Больше нельзя, даже на пару миллиметров! Иначе осадок будет попадать между бумагой и стенками воронки.
Щедро смачивают бумажный диск дистиллированной водой (для ее получения используются дистилляторы), чтобы нигде не было пузырей воздуха или разрывов. Включают насос. После этого можно промыть фильтр нужным растворителем – воронка готова к работе. В некоторых случаях рационально взять несколько фильтровальных слоев сразу. Опытные химики по звуку насоса определяют, как лег фильтр, нет ли пузырей воздуха, и ровно ли бумага лежит. Если фильтр неровно лежит, то звук будет неравномерный и свистящий.
Воронку наполовину наполняют испытуемым раствором, включают насос и под воздействием вакуума жидкость уходит в колбу приемник, а осадок остается. Неспешно, по мере прохождения раствора через фильтр, доливают остальную жидкость. Насос должен работать, пока идут капли из фильтра, плюс минут пять после последней капли, чтобы хорошо высушить осадок.
Фильтровальную бумагу с остатками аккуратно вынимают и действуют по методике. Иногда предварительно взвешенный фильтр вместе с осадком высушивают под вытяжкой, а до постоянного веса доводят в сушильном шкафу или муфельной печи. От полученного веса отнимают вес пустого бумажного диска и получают чистый вес осадка. Иногда порошок или кристаллы дополнительно промывают, перекристаллизовывают, другое – в зависимости, что нужно получить в конце.
Насос допускается останавливать (экономить воду или электричество), но тогда между насосом и сосудом-приемником ставится промежуточный сосуд (предохранительная склянка), а между ними должна быть какая-то фиксация, чтобы сохранить вакуум в системе, иначе весь фильтрат выскочит из колбы Бунзена в насос. Если система достаточно герметична, можно нагнать в нее разреженный воздух, выключить насос и оставить процесс для самостоятельной фильтрации. Так можно избавиться от непрерывного гудения вакуумного насоса, такой метод подходит для фильтрования медленнотекущих растворов.
Процесс разрешено проводить до тех пор, пока фильтрат не дойдет до отростка, иначе жидкость перельется в насос или склянку. Достаточно периодически освобождать колбу приемник от отходов.
Для очистки растворов с тяжелыми остатками просто бумажный фильтр не подходит (рвется, пропускает частицы). Тогда используют фарфоровые и металлические конусы, которые вставляются внутрь воронки для вакуумного фильтрования. Бумажный фильтр кладут уже в сам конус. Дальше процесс идет как обычно.
Стеклянная воронка с несъемной пластинкой из специальной спаянной стеклянной крошки. Крохотные поры фильтра пластины позволяют проводить очистку жидкостей без дополнительных бумажных дисков. Такая воронка отличный вариант для тех случаев, когда реактив растворяет бумагу (концентрированные кислоты, щелочи) или повреждает ее (механические примеси). Пониженное давление заметно ускоряет процесс фильтрации.
Изготавливают из боросиликатного стекла, которое предварительно прокаливают. Для таких воронок важна прочность и термостойкость.
Виды воронок Шотта
Весь ассортимент воронок Шотта делят:
Соответственно, есть воронки разного диаметра, с разным шлифом. Если есть шлиф, то воронка подбирается под диаметр колбы-приемника со шлифом. Если диаметры разные, используют переходники стеклянные, понижающие или повышающие шлиф/диаметр горлышка. Если нет шлифа, то воронка вставляется в резиновую пробку с отверстием.
Воронки маркируются номерами, чем меньше номер, тем меньше дырочек в пластинке и тем они крупнее. Например, согласно ГОСТу, название ПОР 1,6 обозначает, размер пор 1,6 мкм (максимально, так как поры разного размера). Согласно ISO эта воронка с пористостью S4. Так сравнивая максимальный размер пор сплавленной стеклянной пластины в фильтре, можно определить, какой это фильтр по международной классификации.
Высокая скорость фильтрации – это большой диаметр воронки, диаметр пор и сила вакуума.
Мойка воронки Шотта
Так как пористая пластинка с порами в микрометры, очистить обычным способом ее невозможно. Используют разные подходы, в зависимости от силы загрязнения.
Способы очистки пористой пластины:
Для усиления эффекта можно делать все манипуляции в ультразвуковой бане.
Для очистки порошкообразных или кристаллических осадков в системе вакуумной фильтрации можно применять тигли Гуча. Тигли представляют собой фарфоровый стаканчик с дырочками в дне (как часть воронки Бюхнера). Тигель вставляют в резиновую основу, фиксируют в воронке и дальше используют, как воронку Бюхнера.
Удобнее применять стеклянные тигли, с плавленой пористой пластинкой (как тигли Шоттта без ножки). Используют, как воронку Шотта. Такие тигли тоже имеют дифференцированную пористость, диаметр, но у них нет горлышка, что делает их более универсальными (можно установить в систему с любым приемным сосудом).
Покупка воронок для вакуумной фильтрации
Чтобы купить все составляющие установки для фильтрования под разреженным воздухом, достаточно обратиться к компании, которая реализует лабораторную посуду. Но так как процессы происходят под вакуумом, воронку Бюхнера, Шотта, колбу Бунзена и другие компоненты системы лучше купить у проверенного поставщика, т.е. у нас, в компании Стимул.